Cochliomyia hominivorax ist keine gewöhnliche Fliege. Die Schraubenwurm-Mutter legt ihre Eier in offene Wunden, und die daraus schlüpfenden Maden fressen sich dann durch das freigelegte Fleisch. Der Schädling wurde in Nordamerika im 20. Jahrhundert durch die Technik der sterilen Insekten ausgerottet, und bis zu einem Ausbruch in den Florida Keys Ende 2016 war er in den USA nicht mehr aufgetreten. Ein neuer Artikel im Journal of Medical Entomology beschreibt die Reaktion auf den Ausbruch durch Entomologen und Beamte auf lokaler, staatlicher, nationaler und internationaler Ebene. (Bildnachweis: Judy Gallagher/Flickr, CC BY 2.0)
Am 10. Oktober 2016 landete ein Flugzeug mit 2.736.000 Passagieren in Marathon, auf den Florida Keys. Es handelte sich um eine Armee, die von unseren Verbündeten in Panama herbeigerufen wurde, um die Inselgruppe auszuschwärmen und gegen Eindringlinge zu verteidigen. Natürlich wussten die Soldaten nichts von ihrer Mission, ebenso wenig wie die nachfolgenden Wellen von fast 200 Millionen Verstärkungstruppen.
Es waren schließlich nur Fliegen.
Nun ja, nicht irgendwelche Fliegen
Bis vor etwa 10 Tagen hatte fast niemand Cochliomyia hominivorax in freier Wildbahn in den kontinentalen Vereinigten Staaten seit einer Generation gesehen. Die Ausrottung der Schneckenfliege in den späten 1950er Jahren ist eine herausragende Errungenschaft in der Geschichte der Schädlingsbekämpfung, und zwar nicht zuletzt deshalb, weil C. hominivorax so verheerend sein kann. Es handelt sich keineswegs um eine gewöhnliche Fliege. Die Mutterfliege legt ihre Eier in offenen Wunden ab, und die daraus schlüpfenden Maden fressen sich dann durch das freigelegte Fleisch. Wildtiere, Haustiere und sogar Menschen können befallen werden, aber die potenziellen Auswirkungen der Fliegen auf den Viehbestand sind am bedeutendsten; die Vereinigten Staaten sparen jedes Jahr schätzungsweise 1,3 Milliarden Dollar an Schäden am Viehbestand ein, indem sie den Schädling in Schach halten.
Die Fliegen, die aus Panama geschickt wurden, waren auch keine gewöhnlichen Fliegen. Es waren auch Schraubenwurmfliegen, mit einem entscheidenden Unterschied: Sie waren alle sterilisiert. Die von Edward F. Knipling und Raymond Bushland in den 1930er Jahren am US-Landwirtschaftsministerium entwickelte Technik der sterilen Insekten (SIT) ist vom Konzept her einfach: Man setzt in einem Gebiet, in dem eine Schädlingsart vorkommt, eine überwältigende Anzahl unfruchtbarer Insekten (gleich welcher Art) frei, die sich mit den wilden Insekten paaren, aber keine Nachkommen produzieren. Wenn immer wieder sterile Exemplare freigesetzt werden, wird die Schädlingspopulation schließlich zusammenbrechen. Nachdem wirksame Mittel zur Massenaufzucht und Sterilisierung von Schneckenfliegen (durch Bestrahlung im Labor) entwickelt worden waren, wurde die Methode angewandt. Die Versuche begannen in den frühen 1950er Jahren, und 1959 war der Schneckenwurm im Südosten der Vereinigten Staaten ausgerottet. Schließlich wurde ganz Nordamerika bis zur Grenze zwischen Panama und Kolumbien von C. hominivorax befreit.
Bis 2016. Am 30. September desselben Jahres erhielten die Entomologen Steven Skoda, Pamela Phillips und John Welch auf ihren Posten im US-Landwirtschaftsministerium eine E-Mail (Skoda und Phillips im Knipling-Bushland U.S. Livestock Insects Research Laboratory des Agricultural Research Service in Kerrville, Texas, und Welch im Animal and Plant Health Inspection Service in College Station). Die E-Mail kam von Beamten in den Florida Keys und enthielt Bilder eines Hirschkadavers mit einer ziemlich grausigen Kopfwunde, die von verdächtigen Insektenlarven befallen war. Später am selben Tag wurde eine Probe, die an die National Veterinary Services Laboratories geschickt worden war, als Cochliomyia hominivorax bestätigt. Der Spulwurm war zurückgekehrt.
Steven Skoda, Pamela Phillips und John Welch leiteten die Notfallreaktion des US-Landwirtschaftsministeriums auf den Ausbruch der Spulwurmfliegen auf den Florida Keys im Jahr 2016. Der Ausbruch wurde durch den Einsatz der sterilen Insektentechnik ausgerottet, bei der Millionen von sterilisierten Schraubenwurmfliegen (Cochliomyia hominivorax) im Laufe mehrerer Wochen aus 30 Freilassungskammern am Boden (wie hier abgebildet) freigesetzt wurden. (Bild ursprünglich veröffentlicht in Skoda et al 2018, Journal of Medical Entomology)
In den folgenden Wochen und Monaten leiteten Skoda, Phillips und Welch ein Team von Bundes-, Landes-, lokalen und internationalen Beamten bei der Reaktion auf den Ausbruch, der im Herbst landesweit Schlagzeilen machte. Ihr detaillierter Bericht über den Einsatz und die daraus gezogenen Lehren wurde heute im Journal of Medical Entomology veröffentlicht.
Die Ausrottung erfolgte schließlich rasch, so dass der Ausbruch im darauf folgenden März für beendet erklärt werden konnte. Welch führt diesen Erfolg auf die gute Vorbereitung zurück. Er und seine Kollegen waren sofort zur Stelle, als die E-Mail eintraf.
„Mein erster Gedanke war“, sagt er, „dass ich so schnell wie möglich in Florida sein musste!“
Die Spulwurmfabrik
Irgendwo auf den Keys, wahrscheinlich auf Big Pine Key, traf in jenem Sommer ein Paar männlicher Key-Hirsche bei der Paarung aufeinander, und einer von ihnen wies eine Verletzung am Geweih des anderen auf. Zum Unglück des Hirsches hatte eine Schneckenfliege ihren Weg zurück in die Keys gefunden – anderthalb Jahre später sind sich die Wissenschaftler immer noch nicht sicher, woher der Ausbruch kam – und die Verletzung des Hirsches wurde zu einem Befall.
Nach dem Befall des Hirsches tauchten weitere Schneckenfliegen auf, die nach weiteren verletzten Hirschen suchten, und der Kreislauf wuchs. Als das USDA-Team eintraf, waren 47 Key-Hirsche aufgrund schwer befallener Wunden (Myiasis) eingeschläfert worden, wobei der erste Fall bereits auf Anfang Juli zurückging. Erschwerend kam hinzu, dass die örtlichen Behörden die befallenen Hirsche in einem einzigen Freiluft-Friedhof entsorgt hatten. Schnecken im dritten Stadium können sich erfolgreich verpuppen, nachdem sie eine Wunde auf einem toten Tier hinterlassen haben, und so schuf die Entsorgungspraxis „effektiv eine ‚Schneckenfabrik‘ für fruchtbare Fliegen“, berichtet das USDA-Team.
Dies war ein klarer Zusammenbruch des vorgesehenen Protokolls, den Welch auf einen Mangel an Bewusstsein vor Ort zurückführte, weil der Schneckenwurm seit so vielen Jahren nicht mehr gesehen worden war. „Da sich die Bevölkerungsstruktur im Laufe der Zeit veränderte, hatten die nachfolgenden Viehzüchter, Landwirte und Haustierbesitzer die verheerenden Auswirkungen des Spulwurms nicht mehr erlebt. In dieser Hinsicht ist das Screwworm Eradication Program ein Opfer seines eigenen Erfolgs“, sagt er.
Die Kammern für die Freilassung steriler Schneckenfliegen während des Ausbruchs 2016 auf den Florida Keys wurden etwa zweimal wöchentlich mit rund 76.000 Puppen gefüllt. (Bild ursprünglich veröffentlicht in Skoda et al. 2018, Journal of Medical Entomology)
Der Reaktionsplan
Nach der Meldung setzte das USDA-Team seinen schnellen Reaktionsplan in Gang, dessen Elemente mindestens seit den 1980er Jahren in der ARS Screwworm Research Unit vorhanden waren. Die Panama – United States Commission for the Eradication and Prevention of Screwworm, bekannt unter dem Akronym COPEG, wurde sofort benachrichtigt, ebenso wie die Kollegen des Florida Department of Agriculture and Consumer Services, USDA-ARS, USDA-APHIS-International Services und USDA-APHIS-Veterinary Services. Bei COPEG ist das Screwworm Barrier Maintenance Program angesiedelt, ein gemeinsames Projekt der USA und Panamas, in dessen Rahmen kontinuierlich sterile Schneckenfliegen freigesetzt werden, um zu verhindern, dass fruchtbare Fliegen nach Nordamerika zurückwandern. Es dient auch als Hauptproduzent von sterilen Schneckenfliegen für die Bekämpfung von Ausbrüchen in anderen Ländern.
Welch und Skoda trafen am 3. Oktober in Florida ein. Phillips folgte am 9. Oktober. „Ich fühlte mich vorbereitet, auch wenn ich ein wenig überwältigt war“, sagt Phillips.
Dennoch machten sie sich an die Arbeit. Der schrittweise Prozess des Teams wird in ihrem Bericht im Journal of Medical Entomology detailliert beschrieben, aber zu den wichtigsten Maßnahmen in den folgenden Tagen und Wochen gehörten:
- Am 4. Oktober wurde ein neues Protokoll für die Entsorgung und Dekontaminierung befallener Tiere eingeführt: das Einfrieren in einer mobilen Gefriereinheit.
- Ebenfalls am 4. Oktober wurde auf Floridas Overseas Highway ein obligatorischer Kontrollpunkt eingerichtet, um alle Tiere zu überprüfen, die die Keys verlassen. Sie blieb bis Ende März in Betrieb und kontrollierte schließlich mehr als 17.000 Tiere.
- Fertile Schraubenwurmfliegen wurden gesammelt (angelockt mit verrottender Leber) und identifiziert, und einige wurden nach Panama verschifft, um auf Paarungskompatibilität mit der sterilen Fliegenpopulation getestet zu werden.
- Die Standorte wurden ausgekundschaftet, und auf 13 Keys, auf denen Schraubenwurmfliegen identifiziert worden waren, sowie auf Marathon im Osten wurden Freilassungskammern (insgesamt 30) als vorbeugende Barriere installiert.
- Am 10. Oktober traf die erste Lieferung steriler Fliegen von COPEG mit dem Flugzeug aus Panama ein. Sie wurden in Puppenform geliefert und gekühlt, damit sie erst in den Freisetzungskammern am Boden schlüpfen konnten.
- Die Freisetzung steriler Fliegen, die sich schließlich auf insgesamt 188,4 Millionen belief, wurde bis zum 25. April 2017 zweimal wöchentlich fortgesetzt, obwohl nach dem 7. November keine fruchtbaren Fliegen mehr auf den Keys gefunden wurden.
Die Lower Keys in Florida waren der Schwerpunkt der Freisetzung steriler Fliegen (in der orange umrandeten Zone) als Reaktion auf den Ausbruch der Schneckenwurmfliege im Jahr 2016. Insgesamt wurden 30 Freilassungskammern (mit orangefarbenen Symbolen gekennzeichnet) auf den Inseln aufgestellt. Vier Kammern wurden auf Marathon (blau umrandet) als Präventivmaßnahme platziert, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass sich der Ausbruch auf das Festland Floridas ausbreitet. (Bild ursprünglich veröffentlicht in Skoda et al 2018, Journal of Medical Entomology)
Im Großen und Ganzen verlief der Prozess nach Plan. Sammlungen von fruchtbaren Schneckenfliegen zeigten, dass die Population innerhalb weniger Wochen unter Kontrolle gebracht werden konnte, und allem Anschein nach war der Ausbruch bis zum Jahresende eingedämmt. Die sterile Insektentechnik von Knipling und Bushland hatte wieder einmal gesiegt.
Aber es gab noch eine letzte Überraschung, die das Potenzial hatte, den Ausbruch wieder auffliegen zu lassen, gerade als er vorbei zu sein schien. Am 6. Januar wurde in Homestead, Florida, südlich von Miami auf dem Festland, ein Hund mit Spulwurmbefall gemeldet. Der Hund war am 19. Dezember zu einem Tierarzt gebracht, aber auch hier nicht sofort gemeldet worden. Welch, Skoda, Phillips und ihre Kollegen machten sich sofort an die Arbeit.
Sie reisten nach Homestead und richteten in kürzester Zeit Freisetzungskammern für sterile Fliegen am Boden ein, während sie gleichzeitig Pläne für die Freisetzung aus der Luft mit Flugzeugen entwickelten. Bei der Untersuchung des Bereichs, in dem der Hund untergebracht war, fanden sie 19 leere Puppen und 13 tote erwachsene Schraubenwürmer, was bestätigte, dass zumindest eine kleine Anzahl von fruchtbaren Fliegen in den Bereich gelangt war. Glücklicherweise trat das Worst-Case-Szenario nicht ein. Während der mehrwöchigen Überwachung wurden keine weiteren fruchtbaren Fliegen gesammelt, und die Freisetzung von sterilen Fliegen am Boden wurde Mitte März eingestellt. Am 23. März 2017 erklärte das USDA den Ausbruch für eradiziert.
Lessons Learned
Es ist nach wie vor unklar, wie der Schneckenwurm wieder nach Florida gelangte oder woher er kam. Genetische Analysen der gefangenen Exemplare haben noch keine Ähnlichkeit mit Populationen der Fliegen aus endemischen Gebieten ergeben. Das USDA-Team merkt an, dass für künftige potenzielle Ausbrüche „eine größere Bibliothek genetischer ‚Fingerabdrücke‘ entwickelt werden sollte, damit bei Bedarf eine höhere Wahrscheinlichkeit besteht, eine Region zu bestimmen, aus der ein Ausbruch stammt.“
Während der gesamten Reaktion auf den Schneckenwurm-Ausbruch 2016 in den Florida Keys überwachten und verfolgten die Entomologen des USDA die Anzahl der fruchtbaren Schneckenwurm-Fliegen. Ein wirksamer Lockstoff war verrottende Leber, häufig von verstorbenen Key-Hirschen, die während des Ausbruchs dem Schneckenbefall zum Opfer gefallen waren. (Bild ursprünglich veröffentlicht in Skoda et al 2018, Journal of Medical Entomology)
Welch sagt, dass die Verzögerung bei der Meldung ein großer Risikofaktor war, obwohl vielleicht ein erhöhtes Bewusstsein nach dem Ausbruch von 2016 in Zukunft helfen könnte. Skoda fügt hinzu, dass eine prompte Meldung auf lokaler Ebene „den Unterschied zwischen einer raschen Ausrottung in einem eher kleinen, begrenzten Gebiet und einem langen, teuren Projekt für ein größeres Gebiet mit der Aussicht auf einen Befall von Haustieren und Menschen ausmachen könnte.“
Trotz dieser Probleme bewertet Welch die Reaktion auf den Ausbruch und die erneute Ausrottung als eindeutigen Erfolg und stellt fest, dass es sich um „eine Teamleistung von Menschen und Unterstützung von internationalen, Bundes-, Landes-, Bezirks- und Stadtbehörden, Nichtregierungsorganisationen und Privatpersonen“
handelt. „Die Aufklärung über und die Wachsamkeit gegenüber dem Schneckenwurm muss fortgesetzt und verbessert werden“, sagt Welch. „Solange es Spulwurmpopulationen gibt, stellen der internationale Reiseverkehr und Handel eine reale und gegenwärtige Gefahr für den Wiederbefall von zuvor ausgerotteten Gebieten und die Einschleppung in Gebiete dar, in denen der Spulwurm nie existierte.“
„Screwworm (Diptera: Calliphoridae) in the United States: Response to and Elimination of the 2016-2017 Outbreak in Florida“
Journal of Medical Entomology